Smrt masivne zvijezde obično je jedan od najnasilnijih događaja u svemiru, spektakularna eksplozija supernove koja na kratko zasjeni cijelu galaksiju. No, čini se da neki kozmički divovi ne odlaze uz prasak, već uz šapat. Astronomi su upravo zabilježili dosad najjasniji i najpotpuniji prikaz “neuspjele supernove”, procesa u kojem se umiruća zvijezda, umjesto da eksplodira, jednostavno uruši sama u sebe i postane crna rupa.
Ovo izvanredno otkriće, objavljeno u časopisu Science, rješava desetljećima star misterij o tome zašto neke masivne zvijezde, suprotno svim očekivanjima, jednostavno nestanu s neba bez traga.
Nestanak u susjedstvu
Glavni protagonist ove kozmičke drame je zvijezda oznake M31-2014-DS1, smještena u našem galaktičkom susjedstvu, galaksiji Andromeda, udaljenoj oko 2,5 milijuna godina svjetlosti. Analizirajući arhivske podatke i nova mjerenja prikupljena u razdoblju od 2005. do 2023. godine, tim znanstvenika primijetio je neobičan uzorak. Zvijezda je 2014. godine naglo zasjala u infracrvenom spektru, da bi samo dvije godine kasnije, 2016., njezina svjetlost drastično oslabila.
Danas je ona u vidljivom spektru praktički nevidljiva, sjaji tek deset tisućiti dio svoje nekadašnje snage. Ono što je ostalo detektira se samo u srednjem infracrvenom spektru, i to vrlo slabo.
“Riječ je o zvijezdi koja je nekoć bila jedna od najsjajnijih u Andromedi, a sada je nigdje nema. Zamislite da zvijezda Betelgez iznenada nestane s našeg neba. Svi bi izgubili razum! Upravo se to dogodilo s ovom zvijezdom,” slikovito je objasnio Kishalay De, znanstvenik s instituta Flatiron i glavni autor studije. Usporedbom ovih opažanja s teorijskim modelima, istraživači su zaključili da je dramatično blijeđenje jasan dokaz da je jezgra zvijezde kolabirala izravno u crnu rupu.
Ples smrti i konvekcije
Što se točno dogodilo u unutrašnjosti ovog diva? Kada masivna zvijezda, desetak puta teža od našeg Sunca, potroši gorivo, gravitacija preuzima kontrolu i jezgra se urušava u neutronsku zvijezdu. Obično taj proces stvara snažan udarni val neutrina koji raznese vanjske slojeve u supernovi. No, u ovom slučaju, udarni val nije uspio izbaciti materijal.
Ključnu ulogu u ovom procesu odigrala je konvekcija, kružno gibanje plinova uzrokovano golemim razlikama u temperaturi između vrele jezgre i hladnijih vanjskih slojeva. Andrea Antoni, suautorica studije, uspoređuje to s vodom koja se vrti oko odvoda kade umjesto da teče ravno dolje.
Zbog tog konvektivnog gibanja, vanjski slojevi zvijezde nisu se odmah srušili u novonastalu crnu rupu. Umjesto toga, materijal polako pada unutra, procesom koji traje desetljećima, a ne mjesecima. Izbačeni plin se hladi i formira prašinu koja zaklanja vreli plin oko crne rupe, stvarajući onaj slabašni infracrveni sjaj koji su teleskopi zabilježili. Procjenjuje se da samo oko 1% originalnog plina pada u crnu rupu, hraneći taj preostali svjetlosni signal.
Ovo otkriće nije samo izolirani incident. Znanstvenici su shvatili da sličan obrazac ponašanja pokazuje i zvijezda NGC 6946-BH1, koja je prije deset godina zbunjivala astronome. Sada je jasno da M31-2014-DS1 nije “čudak”, već predstavnik cijele jedne klase neuspjelih supernova.
“Ovo je tek početak priče,” zaključuje De. Svjetlost iz prašnjavih ostataka oko novorođene crne rupe bit će vidljiva još desetljećima, posebno osjetljivim instrumentima poput svemirskog teleskopa James Webb. Proučavanje ovog “tihog nestajanja” postat će temelj za razumijevanje kako zapravo nastaju zvjezdane crne rupe, procesa o kojem, unatoč pedeset godina znanja o njihovom postojanju, tek počinjemo grebati površinu.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
